Полиморфные коллекции

Часть раздела Объектно-ориентированное программирование путешествия по GO на Coddy — урок 44 из 107.

Одним из наиболее мощных применений интерфейсов является хранение различных типов в одной коллекции. Срез типа интерфейса может содержать любое значение, удовлетворяющее этому интерфейсу, что позволяет группировать связанные, но разные типы вместе.

Рассмотрим сценарий, в котором вам необходимо управлять различными фигурами. Вместо отдельных срезов для каждого типа вы можете использовать один срез интерфейсного типа:

type Shape interface {
    Area() float64
}

type Circle struct{ Radius float64 }
func (c Circle) Area() float64 { return 3.14159 * c.Radius * c.Radius }

type Rectangle struct{ Width, Height float64 }
func (r Rectangle) Area() float64 { return r.Width * r.Height }

func main() {
    shapes := []Shape{
        Circle{Radius: 5},
        Rectangle{Width: 4, Height: 3},
        Circle{Radius: 2},
    }
    
    for _, s := range shapes {
        fmt.Printf("Area: %.2f\n", s.Area())
    }
}

Срез shapes содержит как круги, так и прямоугольники. При итерации каждый элемент отвечает на Area() в соответствии со своим фактическим типом. Это полиморфизм, примененный к коллекциям — один и тот же цикл единообразно обрабатывает все типы фигур.

Полиморфные коллекции необходимы при создании систем, обрабатывающих различные элементы: система уведомлений, отправляющая электронные письма и SMS-сообщения, игра, обновляющая различные типы врагов, или обработчик документов, работающий с несколькими форматами файлов. Коллекции не важны конкретные типы — важно лишь то, чтобы каждый элемент обеспечивал требуемое поведение.

Задание

Легко

Давайте создадим систему управления задачами, которая обрабатывает различные типы задач через единый интерфейс. Вы создадите различные типы задач и обработаете их все вместе в полиморфной коллекции.

Вы организуете свой код в трех файлах:

task.go: Определите интерфейс Task, который требует метод Summary() string. Этот интерфейс будет общим контрактом, который должны выполнять все типы задач.
types.go: Создайте три различных типа задач, каждый из которых реализует интерфейс Task:
- BugFix с полями ID (string) и Severity (string) — его метод Summary() возвращает Bug #[ID] ([Severity])
- Feature с полями Name (string) и Points (int) — его метод Summary() возвращает Feature: [Name] - [Points] pts
- Documentation с полем Topic (string) — его метод Summary() возвращает Docs: [Topic]
main.go: Создайте функцию с именем PrintBacklog, которая принимает слайс Task и выводит описание каждой задачи на отдельной строке. Считайте данные о задачах из входного потока, создайте по одному экземпляру каждого типа задач, соберите их все в один слайс []Task и передайте его в PrintBacklog.

Будут предоставлены следующие входные данные:

Строка 1: Bug ID
Строка 2: Bug severity
Строка 3: Feature name
Строка 4: Feature points (целое число)
Строка 5: Documentation topic

Например, для входных данных 1042, critical, Dark Mode, 8 и API Reference ваш вывод должен быть следующим:

Bug #1042 (critical)
Feature: Dark Mode - 8 pts
Docs: API Reference

Преимущество здесь в том, что PrintBacklog не требует отдельной логики для багов, фич или документации — она просто итерируется по слайсу и вызывает Summary() для каждого элемента. Каждый тип задачи отвечает в своем уникальном формате, демонстрируя, как полиморфные коллекции позволяют единообразно обрабатывать различные типы.

Шпаргалка

Срез типа интерфейса может содержать любое значение, удовлетворяющее этому интерфейсу, что позволяет создавать полиморфные коллекции:

type Shape interface {
    Area() float64
}

type Circle struct{ Radius float64 }
func (c Circle) Area() float64 { return 3.14159 * c.Radius * c.Radius }

type Rectangle struct{ Width, Height float64 }
func (r Rectangle) Area() float64 { return r.Width * r.Height }

func main() {
    shapes := []Shape{
        Circle{Radius: 5},
        Rectangle{Width: 4, Height: 3},
        Circle{Radius: 2},
    }
    
    for _, s := range shapes {
        fmt.Printf("Area: %.2f\n", s.Area())
    }
}

Срез shapes содержит различные типы (Circle и Rectangle), которые реализуют интерфейс Shape. При итерации каждый элемент отвечает на вызов Area() в соответствии со своим фактическим типом — это полиморфизм, примененный к коллекциям.

Этот паттерн полезен для единообразной обработки различных элементов: систем уведомлений, обрабатывающих разные типы сообщений, игр, обновляющих различные типы врагов, или процессоров документов, работающих с несколькими форматами файлов.

Попробуйте сами

package main

import (
	"fmt"
)

// TODO: Создайте функцию PrintBacklog, которая принимает срез Task
// и выводит описание каждой задачи на отдельной строке

func main() {
	// Чтение входных данных
	var bugID string
	var bugSeverity string
	var featureName string
	var featurePoints int
	var docTopic string

	fmt.Scanln(&bugID)
	fmt.Scanln(&bugSeverity)
	fmt.Scanln(&featureName)
	fmt.Scanln(&featurePoints)
	fmt.Scanln(&docTopic)

	// TODO: Создайте по одному экземпляру каждого типа задач (BugFix, Feature, Documentation)

	// TODO: Соберите все задачи в один срез []Task

	// TODO: Вызовите PrintBacklog со срезом задач
}